JP2910636B2 - How to replace a cutter bit and how to attach the cutter bit - Google Patents
How to replace a cutter bit and how to attach the cutter bitInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、カッタービット
の交換方法及びカッタービットの取付け構造に関し、特
に、シールド掘進機のカッターフェイスに取り付けられ
るカッタービットが切削作業により磨耗した際に、当該
カッタービットを交換するためのカッタービットの交換
方法、及びシールド掘進機のカッターフェイスに取り付
けられるカッタービットの取付け構造に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for replacing a cutter bit and a structure for mounting the cutter bit. More particularly, the present invention relates to a method for replacing a cutter bit attached to a cutter face of a shield machine by a cutting operation. The present invention relates to a method for replacing a cutter bit for replacement and a mounting structure for a cutter bit mounted on a cutter face of a shield machine.
【0002】[0002]
【従来の技術】特に都市土木の分野において、地下水の
存在する地盤や、比較的軟弱な地盤中にトンネルを掘削
形成する方法として、シールド掘進機を用いたトンネル
工法が知られている。このシールド掘進機を用いたトン
ネル工法は、シールド掘進機により切羽面を掘削しなが
ら、その後方にセグメントと呼ばれるトンネルの内壁面
を覆う覆工体を順次組み立て、かかる覆工体によりトン
ネル内壁面を防護するとともに、この覆工体から推進反
力を得つつトンネルを掘削形成して行くものである。2. Description of the Related Art Particularly in the field of urban civil engineering, a tunnel construction method using a shield machine is known as a method for excavating and forming a tunnel in the ground where groundwater is present or in a relatively soft ground. In this tunnel construction method using a shield excavator, while excavating a face with a shield excavator, a lining body covering the inner wall surface of the tunnel called a segment is sequentially assembled behind the excavation surface, and the inner wall surface of the tunnel is formed by such lining body. While protecting, the tunnel will be excavated and formed while obtaining the propulsion reaction force from this lining body.
【0003】そして、このシールド掘進機を用いたトン
ネル工法は、例えば、シールド掘進機の先端部分に設け
られたカッターディスクすなわちカッターフェイスを、
トンネルの切羽面に押しつけながら旋回駆動し、このカ
ッターフェイスに取り付けた多数のカッタービットによ
って切羽面の地山を切削し、切削土砂をカッターフェイ
スの後方に設けた隔室内に取り込むとともに、取り込ん
だ土砂を排泥管やスクリュウコンベア等を介して後方に
排除しつつトンネルの掘削作業を行ってゆくものであ
る。[0003] In the tunneling method using this shield excavator, for example, a cutter disk or a cutter face provided at a tip portion of the shield excavator is used.
The cutter face is rotated while being pressed against the face of the tunnel, and the ground on the face is cut by a number of cutter bits attached to the cutter face. Excavation of the tunnel is performed while removing the water backward through a mud pipe or a screw conveyor.
【0004】ここで、カッターフェイスに取り付けられ
る多数のカッタービットは、ティースビット、外周ビッ
ト、リングビット、ディスクローラビット等として用い
られ、各々、例えばニッケルクロムモリブデン等からな
る母材すなわちシャンクに、例えばタングステンカーバ
イド等からなる超硬チッップを銀ろう付け等により取り
付けてなるもので、また、超硬チッップの周囲のシャン
クには、磨耗防止のためのハードフィッシング処理など
が施されている。そして、これらのカッタービットは、
ピン取付け、ボルト取付け、溶接取付け等の取付け手段
によって、各々、面板タイプ、スポークタイプ、ドーム
タイプなどの種々の形状のカッターフェイスに強固に取
付け固定されるものである。Here, a large number of cutter bits attached to the cutter face are used as a tooth bit, an outer peripheral bit, a ring bit, a disk roller bit, and the like. A carbide chip made of tungsten carbide or the like is attached by silver brazing or the like, and the shank around the carbide chip is subjected to a hard fishing treatment or the like for preventing abrasion. And these cutter bits
These are firmly attached and fixed to cutter faces of various shapes such as a face plate type, a spoke type, and a dome type, respectively, by means of attachment such as pin attachment, bolt attachment, and welding attachment.
【0005】一方、シールド掘進機を用いたトンネル工
法は、近年、大深度化、長距離化が指向されており、か
かる長距離施工に対応すべく、カッターフェイスに取り
付けられるカッタービットの切削機能を長時間保持する
ことが不可欠の事項となってきている。このため、従来
は、長期間の使用により磨耗したり損傷して切削機能が
低減したカッタービットを適宜交換し、新しいカッター
ビットを用いて掘削作業を再開することにより、カッタ
ーフェイスの切削機能を維持する方法が採用されてい
た。On the other hand, the tunnel construction method using a shield excavator has recently been aimed at increasing the depth and length of the tunnel. In order to cope with such long-distance construction, a cutting function of a cutter bit attached to a cutter face is required. Holding for a long time has become an indispensable matter. For this reason, conventionally, the cutting function of the cutter face is maintained by replacing the cutter bit, which has been worn or damaged due to long-term use and having a reduced cutting function, as appropriate, and restarting excavation work with a new cutter bit. The method was adopted.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】そして、上記従来のカ
ッタービットを交換する方法によれば、上記面板タイプ
やスポークタイプ、あるいはドームタイプのカッターフ
ェイスを有するいわゆる密閉式のシールド掘進機では、
各工区間における掘進作業の進行途中において、作業員
がカッターフェイスの前面に直接立入ることは困難であ
るため、かかるカッタービットの交換作業を行なうに
は、地盤改良等の特殊な補助工法を別途施工する必要が
ある。また、トンネルの延長上にカッタービットの交換
用の立坑を設け、この立坑内にシールド掘進機の前面を
到達させてカッタービットの交換作業を行なう方法も採
用されている。According to the conventional method of replacing a cutter bit, the so-called hermetic shield excavator having the face plate type, the spoke type, or the dome type cutter face,
During the excavation work in each section, it is difficult for the worker to directly enter the front of the cutter face.To replace such cutter bits, a special auxiliary method such as ground improvement is required separately. It is necessary to construct. Further, a method is also adopted in which a shaft for replacing a cutter bit is provided on the extension of the tunnel, and the front surface of the shield machine is reached in the shaft to perform the work of replacing the cutter bit.
【0007】しかしながら、かかる従来のカッタービッ
トを交換する方法では、特にトンネルの深度が深い場合
には、上記特殊な補助工法や立坑の設置作業等に多くの
工期と工費を必要として経済的な施工を行なうことがで
きないという課題があった。また、特に、地盤改良等の
特殊な補助工法を施工しつつ地中において交換作業を行
なう場合には、好ましくない作業環境下での交換作業を
強いられることになるおそれがあるという課題あった。However, in the conventional method of replacing the cutter bit, especially when the depth of the tunnel is deep, the above-described special auxiliary method and the installation work of the shaft require a lot of construction time and construction cost, so that economical construction is required. Cannot be performed. In addition, in particular, when the replacement work is performed underground while performing a special auxiliary construction method such as ground improvement, there is a problem that the replacement work may be forced in an unfavorable working environment.
【0008】そこで、この発明は、このような従来の課
題に着目してなされたもので、特殊な補助工法や立坑の
設置作業等の付帯工事を特に必要とすることなく、磨耗
や損傷によりその機能が損なわれたカッタービットの切
削機能を容易に回復して、シールド掘進機による長距離
のトンネル掘削作業を可能とすることのできるカッター
ビットの交換方法を提供することを目的とするものであ
る。Therefore, the present invention has been made in view of such conventional problems, and does not require any special auxiliary construction method or ancillary work such as a vertical shaft installation work. An object of the present invention is to provide a method of replacing a cutter bit, which can easily recover a cutting function of a cutter bit whose function has been impaired and enable long-distance tunnel excavation work by a shield machine. .
【0009】また、この発明は、特殊な補助工法や立坑
の設置作業等の付帯工事を特に必要とすることなく、磨
耗や損傷によりその機能が損なわれたカッタービットの
切削機能を容易に回復することのできる構成を備えたカ
ッタービットの取付け構造を提供することを目的とする
ものである。Further, the present invention can easily recover the cutting function of a cutter bit whose function has been impaired due to wear or damage, without requiring any special auxiliary method or additional work such as installation work of a shaft. It is an object of the present invention to provide a cutter bit mounting structure having a configuration capable of performing such operations.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】この発明は、上記目的を
達成するためになされたもので、その要旨は、シールド
掘進機のカッターフェイスに取り付けられるカッタービ
ットが切削作業により磨耗した際に、当該カッタービッ
トを交換するための交換方法であって、前記カッタービ
ットの母材となるシャンクに複数の切削チップを取り付
けるとともに、前記シャンクを、これの中央部分を中心
として回転するように付勢した状態で、かつ前記複数の
切削チップがカッターフェイスの前面から突出する各位
置において前記シャンクを各々係止固定できるよう構成
した状態で、前記カッタービットを前記カッターフェイ
スに取り付け、前記切削チップが前記前面から突出する
各位置において、カッタービットが相当程度磨耗した場
合に、前記シャンクの係止固定が解除されて前記付勢力
によりシャンクを回転させるとともに、次の切削チップ
がカッターフェイスの前記前面に突出する位置で前記シ
ャンクを係止固定することにより、切削作業に寄与する
切削チップを交換使用するようにしたことを特徴とする
カッタービットの交換方法にある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to achieve the above-mentioned object, and the gist of the invention is that when a cutter bit attached to a cutter face of a shield machine is worn by a cutting operation, the above-mentioned object is obtained. A replacement method for replacing a cutter bit, wherein a plurality of cutting tips are attached to a shank serving as a base material of the cutter bit, and the shank is urged to rotate about a central portion thereof. In a state in which the shank can be locked and fixed at each position where the plurality of cutting tips project from the front face of the cutter face, the cutter bit is attached to the cutter face, and the cutting tip is attached from the front face. At each protruding position, if the cutter bit is considerably worn, The cutting tip contributing to the cutting operation is released by unlocking and fixing the shank at the position where the next cutting tip protrudes from the front face of the cutter face while rotating the shank by the urging force. And a method for replacing a cutter bit, characterized in that the cutter bit is used for replacement.
【0011】ここで、上記記載において、カッタービッ
トが相当程度磨耗した状態とは、例えば弾性体等による
付勢力の作用によって、シャンクの係止固定が自動的に
解除されることになる程度にカッタービットが磨耗した
状態をいい、切削チップやシャンクを構成する材料の強
度、係止固定手段や解除手段の取付け位置等を鑑みて適
宜設計されるものである。In the above description, the condition in which the cutter bit is worn to a considerable degree means that the cutter bit is automatically released by, for example, the action of an urging force of an elastic body or the like. It refers to a state in which the bit is worn, and is appropriately designed in consideration of the strength of the material constituting the cutting tip or the shank, the mounting positions of the locking and fixing means and the releasing means, and the like.
【0012】なお、上記記載における磨耗した状態は、
シャンクや切削チップが損傷したり折損した状態等も含
めて考えるものである。The worn condition in the above description is as follows.
This is to be considered including the state where the shank and the cutting tip are damaged or broken.
【0013】そして、この発明のカッタービットの交換
方法は、前記切削チップを、前記シャンクの両端部分に
一対設け、前記付勢力により前記シャンクを180°回
転させて固定することにより、切削チップを交換使用す
るようにすることができる。In the method of replacing a cutter bit according to the present invention, a pair of the cutting tips is provided at both ends of the shank, and the shank is rotated by 180 ° by the urging force to fix the cutting tips. Can be used.
【0014】一方、この発明の他の要旨は、シールド掘
進機のカッターフェイスに取り付けられるカッタービッ
トの取付け構造であって、母材となるシャンクの両端部
分に切削チップを一対設けてなるカッタービットと、前
記シャンクの中央部分を貫通して前記カッタービットを
回転可能に軸支する回転軸と、該回転軸の外周面におけ
るカッターフェイスの表面側に設けられた係止溝と、前
記回転軸が貫通するシャンク中央部分の貫通孔の内周面
において、前記カッターフェイスの表面と交差する方向
に互いに対向して設けられた一対の係止片収容溝と、該
各係止片収容溝の内部において弾性部材により前記回転
軸の中心に向って付勢されたた状態で収容される、前記
係止溝の深さを越える高さを有する係止片と、少なくと
も一方の前記係止片収容溝の内部において、前記係止片
から弾性部材を介して前記回転軸の外方に向かって付勢
されたた状態で突出延長することにより、その先端部分
が前記シャンクの端部に位置する突出片と、前記シャン
クと前記回転軸あるいはカッターフェイスとの間に介装
して、前記シャンクが前記回転軸の回りを回転するよう
に付勢する付勢手段とからなり、前記突出片を備える一
方の係止片収容溝及び係止片をカッターフェイスの表面
側に位置させた状態で前記係止片と係止溝とを係合固定
し、カッターフェイスの表面から突出固定された一方の
切削チップによって切羽面の切削作業を行なうととも
に、前記カッタービットの先端部分が所定量磨耗した段
階で、前記弾性部材の付勢力により前記突出片を前記シ
ャンクの端面から突出させて前記係止片と係止溝との係
合を解除し、前記付勢手段によりカッタービットを18
0°回転した後、前記対向する他方の係止片収容溝の内
部に収容されていた係止片を前記弾性部材の付勢力によ
り前記係止溝と係合固定することにより、磨耗した端部
とは反対側の端部に取り付けられている切削チップを前
記カッターフェイスの表面から突出固定して、この切削
チップにより切削作業を行なうことを特徴とするカッタ
ービットの取付け構造にある。On the other hand, another gist of the present invention is a mounting structure of a cutter bit to be mounted on a cutter face of a shield machine, wherein a cutting bit having a pair of cutting tips provided at both ends of a shank serving as a base material is provided. A rotating shaft that penetrates the central portion of the shank and rotatably supports the cutter bit; a locking groove provided on the outer peripheral surface of the rotating shaft on the surface side of the cutter face; On the inner peripheral surface of the through hole in the central portion of the shank, a pair of locking piece receiving grooves provided to face each other in a direction intersecting the surface of the cutter face, and elasticity inside each of the locking piece receiving grooves. A locking piece having a height exceeding a depth of the locking groove, which is accommodated in a state urged toward the center of the rotation shaft by a member, and at least one of the locking pieces Inside the accommodating groove, the tip portion is located at the end of the shank by projecting and extending from the locking piece through the elastic member toward the outside of the rotating shaft via an elastic member. A projecting piece, and biasing means interposed between the shank and the rotating shaft or the cutter face for biasing the shank to rotate around the rotating axis, comprising the projecting piece. The locking piece and the locking groove are engaged and fixed in a state in which one locking piece receiving groove and the locking piece are positioned on the surface side of the cutter face, and one of the cuttings protruding and fixed from the surface of the cutter face is fixed. The cutting face is cut by the tip, and at the stage when the tip of the cutter bit is worn by a predetermined amount, the projecting piece is projected from the end face of the shank by the urging force of the elastic member so that the locking is performed. And to release the engagement between the locking groove, the cutter bit by the urging means 18
After rotating by 0 °, the engagement piece housed in the other opposite engagement piece housing groove is engaged and fixed to the engagement groove by the urging force of the elastic member, so that the worn end portion is formed. A cutting bit attached to an end opposite to the above is fixed so as to protrude from the surface of the cutter face, and a cutting operation is performed by the cutting tip.
【0015】ここで、上記記載において、突出片が突出
することになるカッタービットの先端部分が所定量磨耗
した段階とは、シャンクや切削チップが磨耗して、係止
片収容溝の先端部分がカッタービットの端面に開口しあ
るいは開口する直前となった状態をいい、突出片に負荷
される付勢力や、係止片収容溝の先端部分とカッタービ
ットの先端面との間の肉厚、あるいはシャンクを構成す
る材料の強度等を鑑みて適宜設計されるものである。In the above description, the stage where the tip of the cutter bit, from which the projecting piece projects, is worn by a predetermined amount means that the shank and the cutting tip are worn, and the tip of the locking piece receiving groove is worn. Opening or just before opening on the end face of the cutter bit, the biasing force applied to the protruding piece, the thickness between the tip of the locking piece receiving groove and the tip face of the cutter bit, or It is appropriately designed in consideration of the strength of the material constituting the shank and the like.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施の形
態である一実施例について、添付図面を参照しつつ詳細
に説明する。この実施例にかかるシールド掘進機20
は、図1に正面図として示すように、面板タイプのカッ
ターフェイス1を備える、例えば泥水式のシールド掘進
機であって、かかる泥水式のシールド掘進機20によれ
ば、平面状のカッターフェイス1の表面に多数植設され
たカッタービット4により、円形のカッターフェイス1
を旋回駆動しながら切羽面の切削作業を行なうととも
に、切削土砂を、カッターフェイス1の表面に形成した
スリット開口3を介して、カッターフェイス1の後方に
設けられている隔室内に取り込み、取り込んだ土砂を、
送泥管を経て掘進機20の後方から隔室内に給送されて
くる泥水に混合して、この泥水とともに、排泥管を介し
てシールド掘進機20の後方に排出しながら掘進作業が
行われる。Preferred embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. The shield machine 20 according to this embodiment
As shown as a front view in FIG. 1, for example, a muddy shield excavator provided with a face plate type cutter face 1, and according to such a muddy shield excavator 20, a flat cutter face 1 is provided. The cutter bit 4 planted in large numbers on the surface of the
The cutting work is carried out while rotating the cutting face, and the cut soil is taken into the compartment provided behind the cutter face 1 through the slit opening 3 formed in the surface of the cutter face 1 and taken in. Earth and sand,
The excavation work is performed while mixing with muddy water fed into the compartment from behind the excavator 20 through the mud pipe and discharging the muddy water to the rear of the shield excavator 20 through the mud drainage pipe. .
【0017】なお、この泥水式のシールド掘進機20に
よれば、シールド掘進機20の後方には、掘削後のトン
ネル内壁面を覆うセグメントと呼ばれる覆工体を組み立
てて、周囲の地山を崩壊から防護するとともに、組み立
てたセグメントからシールド掘進機20の推進反力を得
つつ、トンネルの掘削作業を行ってゆく。According to the muddy shield machine 20, a lining body called a segment that covers the inner wall surface of the tunnel after excavation is assembled behind the shield machine 20 to collapse the surrounding ground. While performing tunnel excavation work while obtaining the propulsion reaction force of the shield machine 20 from the assembled segments.
【0018】そして、この実施例のシールド掘削機20
によれば、ティースビットとしての各カッタービット4
は、各々、図2、図3及び図4に示すように、以下のよ
うにしてカッターフェイス1に取り付けられている。The shield excavator 20 of this embodiment
According to each cutter bit 4 as a teeth bit
Are attached to the cutter face 1 as follows, as shown in FIGS. 2, 3, and 4, respectively.
【0019】すなわち、この実施例のカッタービット4
の取付け構造2によれば、各カッタービット4は、断面
平行四辺形状の縦長の短柱部材としてのニッケルクロム
モリブデンからなるシャンク5と、このシャンク5の背
向する一対の鋭角部分の各辺に、さし歯状に各々埋設固
定された、タングステンカーバイドからなる切削チップ
としての超硬チップ8とからなり、またシャンク5の側
面中央部分には、当該両側面を貫通して、後述する回転
軸6が挿通される貫通孔7が開口形成されている。That is, the cutter bit 4 of this embodiment
According to the mounting structure 2 of the above, each cutter bit 4 is provided with a shank 5 made of nickel chrome molybdenum as a vertically long short column member having a parallelogram cross section, and a pair of acute angles facing the shank 5 on opposite sides. And a cemented carbide tip 8 as a cutting tip made of tungsten carbide, each of which is embedded and fixed in a cutting tooth shape. A through-hole 7 through which the wire 6 is inserted is formed.
【0020】また、この貫通孔7の内周面には、カッタ
ービット4の長手方向に対向して、一対の係止片収容溝
7a,7bが形成され、各収容溝7a,7bには、後述
する回転軸6に形成した係止溝6aの深さより高さの大
きな係止片9が、第1のバネ11及び第2のバネ12に
よって回転軸6の中心方向に付勢された状態で各々収容
されている(図4参照)。A pair of locking piece receiving grooves 7a and 7b are formed on the inner peripheral surface of the through hole 7 in the longitudinal direction of the cutter bit 4, and each of the receiving grooves 7a and 7b has A locking piece 9 having a height greater than the depth of a locking groove 6a formed in the rotating shaft 6 described later is urged toward the center of the rotating shaft 6 by the first spring 11 and the second spring 12. Each is accommodated (see FIG. 4).
【0021】さらに、一対の係止片収容溝7a,7bの
うちの一方の係止片収容溝7aには、当該収容溝7aの
一段目の肩部と係止片9との間に第3のバネ13が引張
り状態で介装し、係止片9を回転軸6の外方に付勢する
とともに、第1のバネ11の係止片9とは反対側の端部
には、突出片としての突出棒10が、第1のバネ12に
より付勢されてその先端部が収容溝7aの最深部に当接
した状態で設置されている。Further, one of the pair of locking piece receiving grooves 7a, 7b has a third locking piece receiving groove 7a between the first shoulder of the receiving groove 7a and the locking piece 9. The spring 13 is interposed in a tension state to urge the locking piece 9 outward of the rotary shaft 6, and a protruding piece is provided at the end of the first spring 11 opposite to the locking piece 9. The protruding rod 10 is urged by the first spring 12 so that the distal end thereof is in contact with the deepest part of the accommodation groove 7a.
【0022】すなわち、かかる係止片収容溝7aの内部
の構成によれば、第1のバネ11の付勢力が第3のバネ
13の付勢力を上回るように設定されることにより、係
止片9は、第1のバネ11の大きな付勢力によって回転
軸6の中心方向に付勢された状態で収容される一方で、
その反力として、突出棒10は、回転軸6の外方に付勢
された状態で収容されることになるが、図3(b)にお
いて参照される、カッタービット4の一端部が磨耗した
状態においては、突出棒10が、カッタービット4の磨
耗した端面から突出して、第1のバネ11の付勢力が開
放されるとともに、第3のバネ13の付勢力も開放され
て、係止片9は、回転軸6の外方に引き込まれることに
なる。That is, according to the internal structure of the locking piece housing groove 7a, the urging force of the first spring 11 is set to exceed the urging force of the third spring 13, so that the locking piece 9 is accommodated in a state where it is urged toward the center of the rotating shaft 6 by a large urging force of the first spring 11,
As a reaction force, the protruding rod 10 is accommodated in a state of being urged outward from the rotary shaft 6, but one end of the cutter bit 4 referred to in FIG. In this state, the projecting rod 10 projects from the worn end face of the cutter bit 4 to release the urging force of the first spring 11 and the urging force of the third spring 13 to release the locking piece. 9 is drawn out of the rotating shaft 6.
【0023】そして、上記構成を有する各カッタービッ
ト4は、貫通孔7を貫通する回転軸6により回転可能に
軸支されて、カッターフェイス1に各々取り付けられて
いる。Each of the cutter bits 4 having the above configuration is rotatably supported by a rotating shaft 6 that penetrates the through hole 7 and is attached to the cutter face 1.
【0024】すなわち、回転軸6は、カッターフェイス
1の表面に形成された断面円弧状のカッターフェイス取
付け溝17の両内側面間に架設固定されて、カッタービ
ット4を強固に支持するとともに、その中央部分には、
貫通孔7の断面形状と合致する断面形状を有する拡径部
分16を備え、これの周囲に設けたベアリング機構を介
してカッタービット4を回転可能に支持している。ま
た、この回転軸6の拡径部分16の外周面には、カッタ
ーフェイス1の表面側に位置して、係止片9と嵌合係止
する係止溝6aが形成されている。That is, the rotary shaft 6 is fixedly installed between both inner side surfaces of a cutter face mounting groove 17 having an arc-shaped cross section formed on the surface of the cutter face 1, and supports the cutter bit 4 firmly. In the center part,
An enlarged diameter portion 16 having a cross-sectional shape that matches the cross-sectional shape of the through hole 7 is provided, and the cutter bit 4 is rotatably supported via a bearing mechanism provided around the enlarged-diameter portion 16. A locking groove 6a is formed on the outer peripheral surface of the enlarged diameter portion 16 of the rotating shaft 6 so as to be fitted and locked with the locking piece 9 at the surface side of the cutter face 1.
【0025】さらに、この実施例のカッタービット4の
取付け構造2によれば、一端が当該回転軸6に固定され
るとともに、この回転軸6の周囲に捲回された後、他端
がシャンク5に固定される、付勢手段としての一対のコ
イルスプリング22が、回転軸6の拡径部分16を挟ん
でこれの両側に、図3の矢印方向にシャンク5を回転さ
せるよう付勢した状態で設けられている。Further, according to the mounting structure 2 of the cutter bit 4 of this embodiment, one end is fixed to the rotary shaft 6 and, after being wound around the rotary shaft 6, the other end is shank 5. A pair of coil springs 22 as urging means, which are fixed to the rotary shaft 6, are urged to rotate the shank 5 in the direction of the arrow in FIG. Is provided.
【0026】そして、上記取付け構造2により多数のカ
ッタービット4が取り付けられたカッターフェイス1を
有するシールド掘進機20によって、トンネルの掘削作
業を行うには、各カッタービット4の係止片収容溝7
a,7bをカッターフェイス1の表面とは垂直な方向に
対向させるとともに、突出棒10、第1のバネ11及び
の第3のバネ13等が収容された一方の係止片収容溝7
aを、カッターフェイス1の表面側に位置させることに
より、これの係止片9の先端部分を係止溝6aに係合さ
せてカッタービット4を固定した状態とする。そして、
かかる状態でカッターフェイス1を旋回駆動することに
より、カッターフェイス1の表面から突出する一方の超
硬チップ8によって切羽面の切削作業が行なわれる(図
3(a)参照)。Then, in order to perform tunnel excavation work by using the shield excavator 20 having the cutter face 1 on which the plurality of cutter bits 4 are mounted by the mounting structure 2, the locking piece receiving grooves 7 of each cutter bit 4 are required.
a and 7b are opposed to the surface of the cutter face 1 in a direction perpendicular to the surface of the cutter face 1, and one of the locking piece housing grooves 7 in which the protruding rod 10, the first spring 11, the third spring 13 and the like are housed.
a is positioned on the surface side of the cutter face 1 so that the tip of the locking piece 9 is engaged with the locking groove 6a to fix the cutter bit 4. And
By rotating the cutter face 1 in such a state, the cutting face is cut by one of the carbide tips 8 protruding from the surface of the cutter face 1 (see FIG. 3A).
【0027】そして、このような切羽面の切削作業中
に、各カッタービット4を構成する超硬チップ8やこれ
の周囲のシャンク5が、磨耗や損傷等によりその一部を
相当程度欠損した状態となると、欠損したカッタービッ
ト4の端面において、係止片収容溝7aの先端部分が開
口し、あるいは第1のバネ11の付勢力によりカッター
ビット4の端面を突き破ることによって当該端面から突
出棒10が突出する(図3(b)参照)。During such a cutting operation of the face, the carbide tip 8 constituting each cutter bit 4 and the shank 5 surrounding the tip are partially damaged to a considerable extent due to wear or damage. Then, at the end face of the lost cutter bit 4, the leading end of the locking piece receiving groove 7 a is opened, or the end face of the cutter bit 4 is pierced by the biasing force of the first spring 11 to protrude from the end face. Project (see FIG. 3B).
【0028】したがって、第1のバネ11及び第3のバ
ネ13の付勢力が開放されることにより、係止片9が回
転軸6の外方に引き込まれて係止溝6aとの係合が自動
的に解除され、これによって、カッタービット4は、コ
イルスプリング22の付勢力により、回転軸6の拡径部
分16の外周面に沿って自動的に回転することになる。Therefore, when the urging forces of the first spring 11 and the third spring 13 are released, the locking piece 9 is pulled out of the rotary shaft 6 and the engagement with the locking groove 6a is stopped. The cutter bit 4 is automatically released, whereby the cutter bit 4 is automatically rotated along the outer peripheral surface of the enlarged diameter portion 16 of the rotating shaft 6 by the urging force of the coil spring 22.
【0029】そしてさらに、上述のようにして拡径部分
16の周囲を回転するカッタービット4は、180°回
転すると、他方の係止片収容溝7bが係止溝6aと合致
する位置まで移動するとともに、この収容溝7bに収容
されていた係止片9が、第2のバネ12の付勢力によ
り、係止溝6a内に押し出されてこれと嵌合することに
なる(図3(b)参照)。Further, when the cutter bit 4 which rotates around the enlarged diameter portion 16 as described above rotates by 180 °, the cutter bit 4 moves to a position where the other locking piece receiving groove 7b coincides with the locking groove 6a. At the same time, the locking piece 9 accommodated in the accommodation groove 7b is pushed into the engagement groove 6a by the urging force of the second spring 12 and fitted therein (FIG. 3B). reference).
【0030】すなわち、カッタービット4は、180°
回転した後に再び自動的に固定されることにより、カッ
ターフェイス1の表面から突出して切削作業に寄与する
ことになる超硬チップ8が自動的に交換され、引き続い
て切削作業が行なわれることになる。したがって、この
実施例によれば、磨耗して切削機能が損なわれたカッタ
ービット4を自動的かつ容易に交換しつつ、長距離のト
ンネル掘削作業を容易に行ってゆくことができる。That is, the cutter bit 4 is 180 °
By being automatically fixed again after the rotation, the carbide tips 8 projecting from the surface of the cutter face 1 and contributing to the cutting operation are automatically replaced, and the cutting operation is subsequently performed. . Therefore, according to this embodiment, a long-distance tunnel excavation operation can be easily performed while automatically and easily replacing the cutter bit 4 that has been worn and the cutting function has been impaired.
【0031】なお、上記実施例では、構成を簡易にすべ
く、超硬チップ8を、カッタービット4の背向する位置
に2箇所設けるとともに、これに対応して2箇所の係止
片収容溝7a、7bを設け、カッタービット4を180
°回転して超硬チップ8を交換使用する場合について記
載したが、この発明のカッタービットの交換方法は、か
かる実施の形態に限定されるものではなく、切削チップ
及びこれに対応する係止片収容溝を三箇所以上設け、少
なくとも二箇所以上の係止片収容溝は上記係止片収容溝
7aと同様の構成として、所定の角度間隔毎にカッター
ビットを係止固定しつつ各切削チップを順次交換使用し
てゆくこともできる。In the above embodiment, in order to simplify the construction, the carbide tips 8 are provided at two positions opposite to the cutter bit 4 and two corresponding locking piece receiving grooves are provided. 7a and 7b are provided, and the cutter bit 4 is
Although the description has been given of the case where the cemented carbide tip 8 is rotated and used for replacement, the replacement method of the cutter bit of the present invention is not limited to such an embodiment, and the cutting tip and the locking piece corresponding thereto are Three or more accommodation grooves are provided, and at least two or more engagement piece accommodation grooves have the same configuration as the above-described engagement piece accommodation groove 7a, and each cutting tip is engaged with and fixed to the cutter bit at predetermined angular intervals. They can also be used sequentially.
【0032】また、この発明のカッタービットの交換方
法は、上記構成を有するカッタービット4の取付け構造
21を備えたものに限定されることなく採用することが
できる。Further, the method of replacing the cutter bit of the present invention can be adopted without being limited to the one provided with the mounting structure 21 for the cutter bit 4 having the above configuration.
【0033】さらに、上記実施例では、面板タイプのカ
ッターフェイス1を備える泥水式のシールド掘進機にお
いて、ティースビットとして使用するカッタービットに
この発明を適用する場合について記載したが、この発明
は、かかる実施の形態に限定されるものではなく、図5
に示すようなスポークタイプ50のカッターフェイスを
備えるシールド掘進機や、ドームタイプのカッターフェ
イスを備えるシールド掘進機等にも適用することがで
き、また泥水式のシールド掘削機に限らず、土圧式等種
々の形式のシールド掘進機にも採用することができる。
さらに、ティースビットとして使用するカッタービット
に限定されることなく、外周ビット、リングビット、デ
ィスクローラビット等、種々のタイプのカッタービット
に対して用いることもできる。Furthermore, in the above embodiment, the case where the present invention is applied to a cutter bit used as a teeth bit in a muddy shield excavator having a face plate type cutter face 1 has been described. The present invention is not limited to the embodiment, and FIG.
Can be applied to a shield excavator having a spoke type 50 cutter face, a shield excavator having a dome type cutter face, and the like. It can be used in various types of shield machines.
Further, the present invention is not limited to cutter bits used as tooth bits, and can be used for various types of cutter bits such as an outer peripheral bit, a ring bit, and a disc roller bit.
【0034】[0034]
【発明の効果】以上詳細に説明したように、この発明の
カッタービットの交換方法によれば、カッタービットの
磨耗状況に応じて、当該カッタービットを回転して係止
固定することにより、切削作業に寄与する切削チップを
自動的かつ容易に交換することができるので、特殊な補
助工法や立坑の設置作業等の付帯工事を特に必要とする
ことなく、磨耗や損傷によりその機能が損なわれたカッ
タービットの切削機能を容易に回復して、シールド掘進
機による長距離のトンネル掘削作業を容易に可能にする
ことができる。As described above in detail, according to the cutter bit replacing method of the present invention, the cutting operation is performed by rotating and locking the cutter bit in accordance with the wear state of the cutter bit. Cutters that can automatically and easily replace the cutting inserts that contribute to the cutting work, without the need for special auxiliary methods or additional work such as the installation of shafts, and the cutter whose function has been impaired due to wear or damage It is possible to easily recover the cutting function of the bit and easily perform a long-distance tunnel excavation operation by the shield machine.
【0035】また、この発明のカッタービットの取付け
構造によれば、カッタービットの一方の先端部分が所定
量磨耗した段階で、弾性部材の付勢力によりカッタービ
ットの固定状態を容易に解除することができるととも
に、カッタービットを180°回転した後、再び係合固
定する作業を自動的かつ容易に行なうことができるの
で、特殊な補助工法や立坑の設置作業等の付帯工事を特
に必要とすることなく、切削作業に寄与する切削チップ
を交換して、磨耗や損傷によりその機能が損なわれたカ
ッタービットの切削機能を容易に回復することができ
る。According to the cutter bit mounting structure of the present invention, the fixed state of the cutter bit can be easily released by the biasing force of the elastic member when the one end of the cutter bit is worn by a predetermined amount. After rotating the cutter bit by 180 °, it is possible to automatically and easily perform the work of re-engaging and fixing, so that there is no need for a special auxiliary method or ancillary work such as installation work of a shaft. By replacing a cutting tip that contributes to a cutting operation, the cutting function of a cutter bit whose function has been impaired due to wear or damage can be easily restored.
【図1】この発明の一実施例にかかるカッタービットの
取付け構造を採用したシールド掘進機の概略の構成を示
す正面図である。FIG. 1 is a front view showing a schematic configuration of a shield machine including a cutter bit mounting structure according to an embodiment of the present invention.
【図2】カッターフェイスへのカッタービットの取付け
状況を示す略示射視図である。FIG. 2 is a schematic perspective view showing how a cutter bit is attached to a cutter face.
【図3】(a)〜(c)は、カッタービットを回転し
て、磨耗したカッタービットを交換する状況を説明する
断面図である。FIGS. 3A to 3C are cross-sectional views illustrating a situation in which the cutter bit is rotated to replace a worn cutter bit.
【図4】図3(a)のA−Aに沿った拡大断面図であ
る。FIG. 4 is an enlarged sectional view taken along line AA of FIG.
【図5】この発明のカッタービットの取付け構造をスポ
ークタイプのカッターフェイスに採用した状況を示す略
示射視図である。FIG. 5 is a schematic perspective view showing a situation in which the cutter bit mounting structure of the present invention is applied to a spoke type cutter face.
1,50 カッターフェイス 2 カッタービットの取付け構造 4 カッタービット 5 シャンク 6 回転軸 6a 係止溝 7 貫通孔 7a,7b 係止片収容溝 8 超硬チップ(切削チップ) 9 係止片 10 突出棒(突出片) 11 第1のバネ(弾性部材) 12 第2のバネ(弾性部材) 13 第3のバネ(弾性部材) 16 拡径部分(回転軸) 20 シールド掘進機 22 コイルスプリング(付勢手段) Reference Signs List 1,50 Cutter face 2 Cutter bit mounting structure 4 Cutter bit 5 Shank 6 Rotating shaft 6a Lock groove 7 Through hole 7a, 7b Lock piece receiving groove 8 Carbide chip (cutting chip) 9 Lock piece 10 Protruding rod ( Projection piece) 11 First spring (elastic member) 12 Second spring (elastic member) 13 Third spring (elastic member) 16 Enlarged portion (rotary shaft) 20 Shield excavator 22 Coil spring (biasing means)
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) E21D 9/08 Continuation of front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) E21D 9/08
Claims (3)
り付けられるカッタービットが切削作業により磨耗した
際に、当該カッタービットを交換するための交換方法で
あって、前記カッタービットの母材となるシャンクに複
数の切削チップを取り付けるとともに、前記シャンク
を、これの中央部分を中心として回転するように付勢し
た状態で、かつ前記複数の切削チップがカッターフェイ
スの前面から突出する各位置において前記シャンクを各
々係止固定できるよう構成した状態で、前記カッタービ
ットを前記カッターフェイスに取り付け、前記切削チッ
プが前記前面から突出する各位置において、カッタービ
ットが相当程度磨耗した場合に、前記シャンクの係止固
定が解除されて前記付勢力によりシャンクを回転させる
とともに、次の切削チップがカッターフェイスの前記前
面に突出する位置で前記シャンクを係止固定することに
より、切削作業に寄与する切削チップを交換使用するこ
とを特徴とするカッタービットの交換方法。1. A replacement method for replacing a cutter bit attached to a cutter face of a shield machine when the cutter bit is worn by a cutting operation, the method comprising the steps of: The cutting shank is attached, and the shank is urged to rotate about a central portion thereof, and the shank is engaged at each position where the plurality of cutting tips protrude from the front face of the cutter face. The cutter bit is attached to the cutter face in a state where the cutter bit can be stopped and fixed, and at each position where the cutting tip projects from the front surface, when the cutter bit is considerably worn, the locking and fixing of the shank is released. Then, the shank is rotated by the urging force, and A cutting tip that contributes to the cutting operation by locking and fixing the shank at a position where the tip projects from the front surface of the cutter face, thereby replacing the cutting bit.
部分に一対設け、前記付勢力により前記シャンクを18
0°回転させて固定することにより、切削チップを交換
使用することを特徴とする請求項1に記載のカッタービ
ットの交換方法。2. A pair of said cutting tips are provided at both ends of said shank, and said shank is moved by said biasing force.
2. The method for exchanging a cutter bit according to claim 1, wherein the cutting tip is exchanged and used by rotating and fixing by 0 °.
り付けられるカッタービットの取付け構造であって、母
材となるシャンクの両端部分に切削チップを一対設けて
なるカッタービットと、前記シャンクの中央部分を貫通
して前記カッタービットを回転可能に軸支する回転軸
と、該回転軸の外周面におけるカッターフェイスの表面
側に設けられた係止溝と、前記回転軸が貫通するシャン
ク中央部分の貫通孔の内周面において、前記カッターフ
ェイスの表面と交差する方向に互いに対向して設けられ
た一対の係止片収容溝と、該各係止片収容溝の内部にお
いて弾性部材により前記回転軸の中心に向って付勢され
たた状態で収容される、前記係止溝の深さを越える高さ
を有する係止片と、少なくとも一方の前記係止片収容溝
の内部において、前記係止片から弾性部材を介して前記
回転軸の外方に向かって付勢された状態で突出延長する
ことにより、その先端部分が前記シャンクの端部に位置
する突出片と、前記シャンクと前記回転軸あるいはカッ
ターフェイスとの間に介装して、前記シャンクが前記回
転軸の回りを回転するように付勢する付勢手段とからな
り、前記突出片を備える一方の係止片収容溝及び係止片
をカッターフェイスの表面側に位置させた状態で前記係
止片と係止溝とを係合固定し、カッターフェイスの表面
から突出固定された一方の切削チップによって切羽面の
切削作業を行なうとともに、前記カッタービットの先端
部分が所定量磨耗した段階で、前記弾性部材の付勢力に
より前記突出片を前記シャンクの端面から突出させて前
記係止片と係止溝との係合を解除し、前記付勢手段によ
りカッタービットを180°回転した後、前記対向する
他方の係止片収容溝の内部に収容されていた係止片を前
記弾性部材の付勢力により前記係止溝と係合固定するこ
とにより、磨耗した端部とは反対側の端部に取り付けら
れている切削チップを前記カッターフェイスの表面から
突出固定して、この切削チップにより切削作業を行なう
ことを特徴とするカッタービットの取付け構造。3. A mounting structure for a cutter bit to be mounted on a cutter face of a shield machine, wherein the cutter bit includes a pair of cutting tips provided at both ends of a shank serving as a base material, and penetrates a central portion of the shank. A rotating shaft that rotatably supports the cutter bit, a locking groove provided on the outer peripheral surface of the rotating shaft on the surface side of the cutter face, and a through hole in a shank central portion through which the rotating shaft passes. On the inner peripheral surface, a pair of locking piece receiving grooves provided to face each other in a direction intersecting with the surface of the cutter face, and an elastic member is provided inside each of the locking piece receiving grooves at the center of the rotating shaft. A locking piece having a height exceeding the depth of the locking groove, which is housed in a state of being urged toward the inside, and at least one of the locking piece housing grooves, By projecting and extending from the locking piece in a state of being urged outward from the rotation shaft via an elastic member, a projecting piece whose tip end is located at the end of the shank, the shank, and the Urging means interposed between a rotating shaft or a cutter face and urging the shank to rotate around the rotating shaft, one of the locking piece receiving grooves having the protruding piece, and The engaging piece and the engaging groove are engaged and fixed in a state where the engaging piece is positioned on the surface side of the cutter face, and the cutting operation of the face face is performed by one of the cutting tips projected and fixed from the surface of the cutter face. At the same time, when the tip of the cutter bit is worn by a predetermined amount, the projecting piece is projected from the end face of the shank by the urging force of the elastic member to release the engagement between the locking piece and the locking groove. And before After the cutter bit is rotated by 180 ° by the urging means, the locking piece housed in the other opposing locking piece housing groove is engaged and fixed to the locking groove by the urging force of the elastic member. Thus, the cutting tip attached to the end opposite to the worn end is fixed so as to protrude from the surface of the cutter face, and the cutting operation is performed by the cutting tip. Construction.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP21757995A JP2910636B2 (en) | 1995-08-25 | 1995-08-25 | How to replace a cutter bit and how to attach the cutter bit |
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CN114278327B (en) * | 2021-12-22 | 2023-07-28 | 沭阳天勤工具有限公司 | Intelligent hard object detection drilling excavation tool |
-
1995
- 1995-08-25 JP JP21757995A patent/JP2910636B2/en not_active Expired - Lifetime
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